Điều chế trinitrotoluen
Điều kiện phản ứng xảy ra
Nhiệt độ, xúc tác H2SO4 đặc
Bạn đang xem: Điều chế Trinitrotoluen
Thuốc nổ TNT [2,4,6- trinitrotoluen] được điều chế bằng phản ứng của toluen với hỗn hợp gồm HNO3 đặc và H2SO4 đặc, trong điều kiện đun nóng.
Cùng THPT Ninh Châu đi tìm hiểu chi tiết về Trinitrotoluen- thuốc nổ TNT nhé.
1. Lịch sử của thuốc nổ TNT
Thuốc nổ TNT [còn gọi là TNT, tôlit, hay trinitrotoluen] là một hợp chất hóa học có công thức C6H2[NO2]3CH3, danh pháp IUPAC: 2-methyl-1,3,5-trinitrobenzen.
TNT được điều chế lần đầu tiên bởi nhà hóa học người Đức Joseph Wilband và được sử dụng như chất nhuộm màu vàng. Sức mạnh tiềm ẩn của nó như một loại thuốc nổ không được đánh giá đúng mức suốt nhiều năm liền vì khó bị kích nổ và yếu hơn một số chất khác. TNT có thể đổ vào vỏ pháo khi đang ở dạng lỏng mà vẫn an toàn, và vì tính kém nhạy của nó, sắc lệnh thuốc nổ Anh năm 1875 không xem nó như một loại thuốc nổ đối với mục đích sản xuất và lưu trữ.
2. Tính chất hóa học của thuốc nổ TNT
Còn gọi là TNT [trinitrotoluen] công thức hóa học CH3C6H2[NO2]3.
Thuốc nổ ở dạng hóa hợp, tinh thể cứng màu vàng nhạt, tiếp xúc với ánh sáng ngả màu nâu, vị đắng, khó tan trong nước, tan trong dung môi hữu cơ [cồn, ête, benzen, axeton], khói độc.
Tính năng: an toàn khi va đập, cọ xát, đạn súng trường bắn xuyên qua không nổ, tốc độ nổ 7.000 m/s. Đốt khó cháy, ở nhiệt độ 81 °C thì chảy, 310 °C thì cháy, khi cháy có ngọn lửa đỏ, khói đen, mùi nhựa thông và không nổ, nếu cháy ở nơi kín có thể cháy nổ. Rất ít hút ẩm, thuốc đúc hầu như không hút ẩm, thuốc đúc và ép có thể dùng dưới nước, thuốc bột dễ ngấm nước, khi bị ẩm dù phơi khô vẫn nổ. Không tác dụng với kim loại. Gây nổ bằng kíp số 8.
Công dụng: dùng rộng rãi trong phá các vật thể [đất, đá, gỗ…] làm thuốc nổ chính trong bom, mìn, đạn pháo, lựu đạn,…Trộn với thuốc nổ khác làm dây nổ.
3. Khác biệt với dynamite
Có một sự hiểu nhầm rất phổ biến rằng TNT và dynamite là một, hay dynamite có chứa TNT. Thực ra, trong khi TNT là một hợp chất hóa học riêng biệt, dynamite là một hỗn hợp của chất thấm hút và nitroglycerin được nén vào một ống hình trụ được gói lại bằng giấy.
4. Hoạt động
TNT-13 có độ nhạy tương đối thấp với tất cả các dạng xung lượng kích thích, năng lượng nổ khá cao nên được sử dụng rộng rãi. TNT được nén thành bánh, thỏi để dễ sử dụng hoặc ở dạng cốm buộc thành bộc phá.
5. Ứng dụng
TNT-13 được sử dụng ở dạng nguyên chất để nhồi vào các loại đầu đạn pháo, cối, phản lực, bom mìn, ngư lôi, thủy lôi. Hỗn hợp với các chất khác như: Hexogen, PenTrit, amoninitrat để chế tạo thuốc nổ hỗn hợp có sức công phá lớn.
TNT là một trong những chất nổ thông dụng nhất cho các ứng dụng của quân đội và công nghiệp. Giá trị của nó nằm ở chỗ không nhạy với rung lắc và ma sát, vì thế giảm thiểu nguy cơ nổ ngoài ý muốn. TNT nóng chảy ở 80°C [180 °F], thấp hơn nhiều so với nhiệt độ mà nó tự phát nổ, nhờ đó nó có thể được trộn chung một cách an toàn với các chất nổ khác. TNT không hút nước hay hòa tan trong nước nên có thể sử dụng rất hiệu quả trong môi trường bị ẩm ướt. Hơn nữa, nó tương đối bền khi so sánh với các chất nổ mạnh khác.
TNT là thuốc nổ có nhiều ưu điểm như: độ ổn định cao, độ nhạy với tác dụng cơ học thấp, năng lượng nổ khá cao nên được sử dụng rất rộng rãi. Tôlít được sử dụng ở dạng nguyên chất để nhồi vào đầu đạn pháo, súng cối, phản lực, bom, mìn, lựu đạn, ngư lôi, thủy lôi… TNT được nén thành bánh, thỏi có khối lượng nhất định để dễ sử dụng [ví dụ: bánh 200 gam, 400 gam …] hoặc ở dạng cốm để gói buộc thành lượng nổ bộc phá trong kỹ thuật công binh và trong các ngành công nghiệp như: khai thác mỏ, giao thông vận tải… TNT được hỗn hợp với các chất khác như: RDX, PETN, {displaystyle {ce {NH4NO3}}} để chế tạo thuốc nổ hỗn hợp nhồi vào một số loại đạn có sức công phá lớn.
Các thuốc nổ khác có thành phần chính của TNT
+ Amatol
+ Baratol
+ Comp-B [Composition B]
+ Octol
+ Pentolite
+ Torpex
+ Tritonal
6. Tính độc hại của thuốc nổ TNT
– TNT độc hại với con người và khi tiếp xúc với da có thể làm da bị kích thích làm cho da chuyển sang màu vàng.
– Những người làm việc, tiếp xúc nhiều với TNT sẽ dễ bị bệnh thiếu máu và dễ bị bệnh về phổi. Những ảnh hưởng về phổi và máu và những ảnh hưởng khác sẽ phát triển dần và tác động vào hệ thống miễn dịch, nó cũng được phát hiện thấy ở những động vật đã ăn hay hít thở phải TNT. Có các bằng chứng về sự ảnh hưởng bất lợi của TNT đối với khả năng sinh sản của đàn ông, đồng thời TNT cũng được ghi vào danh sách các chất có khả năng gây ung thư cho con người. Việc ảnh hưởng của TNT làm nước tiểu có màu đen.
– Một số khu đất thử nghiệm của quân đội đã bị nhiễm TNT. Nước thải từ vũ khí, bao gồm nước mặt và nước ngầm, có thể chuyển thành màu tím bởi sự hiện diện của TNT. Những sự ô nhiễm như vậy, gọi là “nước tím”, có thể rất khó khăn và tốn kém để xử lý.
Đăng bởi: Đại Học Đông Đô
Chuyên mục: Lớp 12, Hóa Học 12
C6H5CH3 HNO3: Điều chế thuốc nổ TNT [2, 4, 6-Trinitrotoluen]
- 1. Phương trình điều chế thuốc nổ TNT
- 2. Điều kiện phản ứng xảy ra
- 3. Bài tập vận dụng liên quan
Thuốc nổ TNT được điều chế trực tiếp từ C6H5CH3 được VnDoc biên soạn hướng dẫn các bạn biết cách viết phương trình điều chế thuốc nổ TNT [2, 4, 6-Trinitrotoluen]. Hy vọng tài liệu sẽ hữu ích giúp các bạn học sinh trong quá trình học tập làm bài tập.
1. Phương trình điều chế thuốc nổ TNT
C6H5CH3 + 3HNO3 → 3H2O + C6H2CH3[NO2]3
2. Điều kiện phản ứng xảy ra
Nhiệt độ, xúc tác H2SO4 đặc
Thuốc nổ TNT [2,4,6- trinitrotoluen] được điều chế bằng phản ứng của toluen với hỗn hợp gồm HNO3 đặc và H2SO4 đặc, trong điều kiện đun nóng
3. Bài tập vận dụng liên quan
Câu 1. Thuốc nổ TNT được điều chế trực tiếp từ
A. benzen
B. metyl benzen.
C. vinyl benzen.
D. p-xilen.
Xem đáp án
Đáp án B
Câu 2. Đun nóng 230 gam toluen với lượng dư dung dịch HNO3 đặc [xúc tác H2SO4 đặc], thu được m gam 2, 4, 6 - trinitrotoluen [thuốc nổ TNT]. Giả thiết hiệu suất của cả quá trình tổng hợp là 80%. Giá trị của m là
A. 454,0
B. 550,0
C. 687,5
D. 567,5
Xem đáp án
Đáp án A
Phương trình phản ứng:
C6H5CH3 + 3HNO3
gam: 92 → 227
gam: 230.80% → x
Theo phương trình và giả thiết ta thấy khối lượng TNT [2,4,6-trinitrotoluen] tạo thành từ 230 gam toluen với hiệu suất 80% là :
x = 230.80%.227/92 = 454
Đáp án A
Câu 3. Khi cho toluen tác dụng với HNO3 [H2SO4/t0] theo tỉ lệ 1:3 thu được sản phẩm có tên gọi là
A. thuốc nổ TNT
B. 2,4,6-trinitrotoluen
C. Nitrobenzen
D. cả A,B
Xem đáp án
Đáp án D
Câu 4. Hỗn hợp A gồm propin và một ankin X có tì lệ mol 1:1. Lấy 0,3 mol A tác dụng với AgNO3 trong NH3 dư thu được 46,2 gam kết tủa. Ankin X là?
A. CH≡C-CH2-CH3
B. CH3−C≡C−CH3
C. CH≡CH
D. CH≡C-CH2-CH2-CH3
Xem đáp án
Đáp án A
Phương trình phản ứng
C3H4 → C3H3Ag
0,15 → 0,15
→ A cũng tạo kết tủa với AgNO3/NH3
CnH2n-2 → CnH2n-2-aAga
0,15 → 0,15
mCnH2n−2−aAga = 46,2−22,05 = 24,15gam
→MCnH2n−2−aAga = 24,15/0,15 = 161
→ A chứa tối đa 1 liên kết ba đầu mạch => a = 1
=> 14n – 2 + 107 = 161 => n = 4
CTCT của A: CH≡C-CH2-CH3
Đáp án cần chọn là: A
Câu 5. Câu nào dưới đây đưa ra khẳng định về polime là sai?
A. Polime không bay hơi được.
B. Polime không có nhiệt độ nóng chảy nhất định.
C. Thủy tinh hữu cơ là vật liệu trong suốt, giòn và kém bền.
D. Đa số polime không tan trong các dung môi thông thường.
Xem đáp án
Đáp án C
A, B, D đúng, do polime có khối lượng phân tử lớn, được cấu tạo bởi nhiều mắt xích tạo thành.
C sai vì thủy tinh hữu cơ là loại chất dẻo, rất bền, cứng, trong suốt.
→ Đáp án C
Câu 6. Điều nào sau đây sai khi nói về toluen?
A. Là một hiđrocacbon thơm
B. Có mùi thơm nhẹ
C. Là đồng phân của benzen
D. Tan nhiều trong dung môi hữu cơ.
Xem đáp án
Đáp án C
Câu 7. Để phân biệt toluen, benzen, stiren chỉ cần dùng dung dịch
A. NaOH
B. HCl
C. Br2
D. KMnO4
Xem đáp án
Đáp án D
Benzen không làm mất màu dd thuốc tím ở mọi điều kiện.
Toluen làm mất màu dd thuốc tím trong đk có nhiệt độ: 80-100 độ C
C6H5CH3 + 2KMnO4 → C6H5COOK + KOH + 2MnO2 +H2O
Stiren làm mất màu dd thuốc tím ở đk thường
3C6H5 -CH=CH2 + 2KMnO4 + 4H2O → 3C6H5-CHOH-CH2OH + 2MnO2 + 2KOH
Câu 8. Hidrocacbon X có công thức phân tử C8H10 không làm mất màu dung dịch brom. Khi đun nóng X trong dung dịch KMnO4 tạo thành hợp chất C7H5KO2 [Y]. Cho Y tác dụng với dung dịch HCl tạo thành hợp chất có công thức C7H6O2. Vậy tên gọi của X là:
A. etylbenzen
B. 1,2-đimetylbenzen
C. 1,3-đimetylbenzen
D. 1,4-đimetylbenzen.
Xem đáp án
Đáp án A
Số nguyên tử H = 2.8 + 2 = 2k = 10 => k = 4
X không tác dụng với dung dịch Brom => không chứa liên kết đôi tự do => X chứa vòng benzen [ 3 liên kết π +1 vòng]
X+ dung dịch thuốc tím => C7H5KO2 => 1 nhóm COOK
N + HCl => C7H6O2 => chỉ có 1 nhóm thế
Câu 9. Cho sơ đồ sau:
C2H2 → X → Y → Z → CH3COOC2H5
Các chất X, Y, Z tương ứng là:
A. C4H4, C4H6, C4H10.
B. CH3CHO, C2H5OH, CH3COOH.
C. C2H4, C2H6O2, C2H5OH.
D. C2H6, C2H5Cl, CH3COOH.
Xem đáp án
Đáp án B
Câu 10. Nhận xét nào dưới đây không đúng?
A. Benzen và toluen đều không có phản ứng với dung dịch nước brom.
B. Benzen và toluen đều có phản ứng thế với brom khi có xúc tác Fe.
C. Benzen và toluen đều có thể tham gia phản ứng cộng.
D. Toluen tham gia phản ứng thế nguyên tử H của vòng benzen khó hơn benzen.
Xem đáp án
Đáp án D
Câu 11. Phát biểu nào sau đây không đúng khi nói về benzen ?
A. Benzen không làm mất màu dung dịch thuốc tím
B. Benzen là chất lỏng không màu, không tan trong nước.
C. Benzen là một khí có mùi thơm ở điều kiện thường
D. Benzen là dung môi hoà tan một số chất vô cơ, hữu cơ.
Xem đáp án
Đáp án C
----------------------------
Trên đây VnDoc.com đã giới thiệu tới bạn đọc tài liệu: Thuốc nổ TNT được điều chế trực tiếp từ C6H5CH3. Để có kết quả cao hơn trong học tập, VnDoc xin giới thiệu tới các bạn học sinh tài liệu Hóa học lớp 10, Giải bài tập Hóa học lớp 11, Thi thpt Quốc gia môn Văn, Thi thpt Quốc gia môn Lịch sử, Thi thpt Quốc gia môn Địa lý, Thi thpt Quốc gia môn Toán, đề thi học kì 1 lớp 11, đề thi học kì 2 lớp 11 mà VnDoc tổng hợp và đăng tải.
Để tiện trao đổi, chia sẻ kinh nghiệm giảng dạy và học tập môn học THPT, VnDoc mời các bạn truy cập nhóm riêng dành cho lớp 11 sau: Nhóm Tài liệu học tập lớp 11 để có thể cập nhật được những tài liệu mới nhất.